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城鎮瀝青路麵結構組成及性能要求

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城鎮瀝青路麵結構組成及性能要求

發布日期:2016-08-19 00:00 來源:http://www.cn-kdkj.com 點擊:

一、瀝青路麵承建結構組成


(一)瀝青路麵承建基本原則


1.城鎮瀝青路麵承建結構由麵層、基層和路基組成,層間結合必須緊密穩定,以保證結構的整體性和應力傳遞的連續性。大部分道路結構組成是多層次的,但層數不宜過多。


2.行車載荷和自然因素對路麵的影響隨深度的增加而逐漸減弱;對路麵材料的強度、剛度和穩定性的要求也隨深度的增加而逐漸降低。各結構層的材料回彈模量應自上而下遞減,基層材料與麵層材料的回彈模量比應大於或等於0.3;土基回彈模量與基層(或底基層)的回彈模量比宜為0. 08  -0.4。


3.按使用要求、受力狀況、土基支承條件和自然因素影響程度的不同,在路基頂麵采用不同規格和要求的材料分別鋪設基層和麵層等結構層。


4.麵層、基層的結構類型及厚度應與交通量相適應。交通量大、軸載重時,應采用高等級麵層與強度較高的結合料穩定類材料基層。


5.基層的結構類型可分為柔性基層、半剛性基層;在半剛性基層上鋪築麵層時,城市主幹路、快速路應適當加厚麵層或采取其他措施以減輕反射裂縫。


(二)路基與填料


1.路基分類


從材料上,路基可分為土方路基、石方路基、特殊土路基。路基斷麵形式有:路堤一路基頂麵高於原地麵的填方路基;路塹一全部由地麵開挖出的路基(又分重路塹、半路塹、半山峒三種形式);半填、半挖一橫斷麵一側為挖方,另一側為填方的路基。


2.瀝青路麵承建路基填料


高液限黏土、高液限粉土及含有機質細粒土,不適用做路基填料。因條件限製而必須采用上述土做填料時,應摻加石灰或水泥等結合料進行改善。


地下水位高時,宜提高路基頂麵標高。在設計標高受限製,未能達到中濕狀態的路基臨界高度時,應選用粗粒土或低劑量石灰或水泥穩定細粒土做路基填料。同時應采取在邊溝下設置排水滲溝等降低地下水位的措施。


岩石或填石路基頂麵應鋪設整平層。整平層可采用未篩分碎石和石屑或低劑量水泥穩定粒料,其厚度視路基頂麵不平整程度而定,一般100—150mm。


(三)基層與材料


1.基層是路麵結構中的承重層,主要承受車輛荷載的豎向力,並把麵層下傳的應力擴散到土基。基層可分為上基層和底基層,各類基層結構性能、施工或排水要求不同,厚度也不同。


2.應根據道路交通等級和路基抗衝刷能力來選擇基層材料。濕潤和多雨地區,宜采用排水基層。未設墊層,且路基填料為細粒土、黏土質砂或級配不良砂(承受特重或重交通),或者為細粒土(承受中等交通)時,應設置底基層。底基層可采用級配粒料、水泥穩定粒料或石灰粉煤灰穩定粒料等。


3.常用的基層材料


(1)無機結合料穩定粒料


無機結合料穩定粒料基層包括石灰穩定土類基層、石灰粉煤灰穩定砂礫基層、石灰粉煤灰鋼渣穩定土類基層、水泥穩定土類基層等,其強度高,整體性好,適用於交通量大、軸載重的道路。工業廢渣(粉煤灰、鋼渣等)混合料的強度、穩定性和整體性均較好,適用於各種路麵的基層,但所用工業廢渣應性能穩定、無風化、無腐蝕。


(2)嵌鎖型和級配型材料


級配砂礫及級配礫石基層可用作城市次幹道及其以下道路基層。為防止凍脹和濕軟,天然砂礫應質地堅硬,含泥量不應大於砂質量(粒徑小於5mm)的10%。級配礫石作次幹道及其以下道路底基層時,級配中最大粒徑宜小於53mm,做基層時最大粒徑不應大於37. 5mm。


級配碎石及級配礫石基層可用作城市快速路、主幹路、次幹路及其以下道路基層,也可作為城市快速路、主幹路、次幹路及其以下道路底基層。嵌縫料應與骨料的最小粒徑銜接。


(四)麵層與材料


1.高等級瀝青路麵麵層可劃分為磨耗層、麵層上層、麵層下層,或稱之為上(表)麵層、中麵層、下(底)麵層。


2.瀝青路麵麵層類型


①熱拌瀝青混合料麵層


熱拌瀝青混合料(HMA),包括SMA(瀝青瑪蹄脂碎石混合料)和OGFC(大空隙開級配排水式瀝青磨耗層)等嵌擠型熱拌瀝青混合料;適用於各種等級道路的麵層,其種類應按集料公稱最大粒徑、礦料級配、孔隙率劃分。


②冷拌瀝青混合料麵層


冷拌瀝青混合料適用於支路及其以下道路的路麵、支路的表麵層,以及各級瀝青路麵的基層、連接層或整平層;冷拌改性瀝青混合料可用於瀝青路麵的坑槽冷補。


③溫拌瀝青混合料麵層


在瀝青混合料拌製過程中添加合成沸石產生的發泡潤滑作用,使瀝青混合料在120~130℃時拌合。溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料可以同樣適用。


④瀝青貫入式麵層


瀝青貫入式麵層宜做城市次幹路以下路麵層使用,其主石料層厚度應依據碎石的粒徑確定,厚度不宜超過lOOmm。


⑤瀝青表麵處治麵層


主要起防水層、磨耗層、防滑層或改善碎(礫)石路麵的作用。瀝青表麵處治麵層的集料最大粒徑與處治層厚度相匹配。


二、結構層與性能要求


(一)路基


1.路基既為車輛在道路上行駛提供基礎條件,也是道路的支撐結構物,對路麵的使用性能有重要影響。路基應穩定、密實、均質,對路麵結構提供均勻的支承,即路基在環境和荷載作用下不產生不均勻變形。


2.性能主要指標


①整體穩定性


在地表上開挖或填築路基,必然會改變原地層(土層或岩層)的受力狀態;原先處於穩定狀態的地層,有可能由於填築或開挖而引起不平衡,導致路基失穩。軟土地層上填築高路堤產生的填土附加荷載如超出了軟土地基的承載力,就會造成路堤沉陷;在山坡上開挖深路塹使上側坡體失去支承,有可能造成坡體坍塌破壞。在不穩定的地層上填築或開挖路基會加劇滑坡或坍塌。因此,必須保證路基在不利的環境(地質、水文或氣候)條件下具有足夠的整體穩定性,以發揮路基在道路結構中的強力承載作用。


②變形量控製


路基及其下承的地基,在自重和車輛荷載作用下會產生變形,如地基軟弱填土過分疏鬆或潮濕時,所產生的沉陷或固結、不均勻變形,會導致路麵出現過量的變形和應力增大,促使路麵過早破壞並影響汽車行駛舒適性。因此,必須盡量控製路基、地基的變形量,才能給路麵以堅實的支承。


(二)基層


1.基層是路麵結構中的承重層,主要承受車輛荷載的豎向力,並把麵層下傳的應力擴散到土基。且為麵層施工提供穩定而堅實的工作麵,控製或減少路基不均勻凍脹或沉降變形對麵層產生的不利影響。基層受自然因素的影響雖不如麵層強烈,但麵層下的基層應有足夠的水穩定性,以防基層濕軟後變形大,導致麵層損壞。


2.性能主要指標


①基層應具有足夠的、均勻一致的承載力和較大的剛度;有足夠的抗衝刷能力和抗變形能力,堅實、平整、整體性好。


②不透水性好。底基層頂麵宜鋪設瀝青封層或防水土工織物;為防止地下滲水影響路基,排水基層下應設置由水泥穩定粒料或密級配粒料組成的不透水底基層。


(三)路麵


1.路麵直接承受行車的作用。設置路麵結構可以改善汽車的行駛條件,提高道路服務水平(包括舒適性和經濟性),以滿足汽車運輸的要求。             2.麵層是直接同行車和大氣相接觸的層位,承受行車荷載引起的豎向力、水平力和衝擊力的作用,同時又受降水的侵蝕作用和溫度變化的影響。因此麵層應具有較高的強度、剛度、耐磨、不透水和高低溫穩定性,並且其表麵層還應具有良好的平整度和粗糙度。


3.路麵使用指標


①承載能力


當車輛荷載作用在路麵上,使路麵結構內產生應力和應變,如果路麵結構整體或某一結構層的強度或抗變形能力不足以抵抗這些應力和應變時,路麵便出現開裂或變形(沉陷、車轍等),降低其服務水平。路麵結構暴露在大氣中,受到溫度和濕度的周期性影響,也會使其承載能力下降。路麵在長期使用中會出現疲勞損壞和塑性累積變形,需要維修養護,但頻繁維修養護勢必會幹擾正常的交通運營。為此,路麵必須滿足設計年限的使用需要,具有足夠抗疲勞破壞和塑性變形的能力,即具備相當高的強度和剛度。


②平整度


平整的路表麵可減小車輪對路麵的衝擊力,行車產生附加的振動小不會造成車輛顛簸,能提高行車速度和舒適性,不增加運行費用。依靠先進的施工機具、精細的施工工藝、嚴格的施工質量控製及經常、及時的維修養護,可實現路麵的高平整度。為減緩路麵平整度的衰變速率,應重視路麵結構及麵層材料的強度和抗變形能力。


③溫度穩定性


路麵材料特別是表麵層材料,長期受到水文、溫度、大氣因素的作用,材料強度會下降,材料性狀會變化,如瀝青麵層老化,彈性一黏性一塑性逐漸喪失,最終路況惡化,導致車輛運行質量下降。為此,路麵必須保持較高的穩定性,即具有較低的溫度、濕度敏感度。


④抗滑能力


光滑的路表麵使車輪缺乏足夠的附著力,汽車在雨雪天行駛或緊急製動或轉彎時,車輪易產生空轉或溜滑危險,極有可能造成交通事故。因此,路表麵應平整、密實、粗糙、耐磨,具有較大的摩擦係數和較強的抗滑能力。路麵抗滑能力強,可縮短汽車的製動距離,降低發生交通安全事故的頻率。


⑤透水性


一般情況下,城鎮道路路麵應具有不透水性,以防止水分滲入道路結構層和土基,致使路麵的使用功能喪失。


⑥噪聲量


城市道路使用過程中產生的交通噪聲,使人們出行感到不舒適,居民生活質量下降。城市區域應盡量使用低噪聲路麵,為營造靜謐的社會環境創造條件。


近年我國城市開始修築降噪排水路麵,以提高城市道路的使用功能和減少城市交通噪聲。瀝青路麵結構組合:上麵(磨耗層)層采用OGFC瀝青混合料,中麵層、下(底)麵層等采用密級配瀝青混合料。既滿足瀝青路麵強度高、高低溫性能好和平整密實等路用功能,又實現了城市道路排水降噪的環保功能。


水泥混凝土路麵構造特點


水泥混凝土路麵結構特點主要決定於原材料選擇。水泥混凝土路麵結構的組成包括路基、墊層、基層以及麵層。


一、構造特點


(一)墊層


在溫度和濕度狀況不良的環境下,城市水泥混凝土道路應設置墊層,以改瞢路麵結構的使用性能。


1.在季節性冰凍地區,道路結構設計總厚度小於最小防凍厚度要求時,根據路基幹濕類型和路基填料的特點設置墊層;其差值即是墊層的厚度。水文地質條件不良的土質路塹,路基土濕度較大時,宜設置排水墊層。路基可能產生不均勻沉降或不均勻變形時,宜加設半剮性墊層。


2.墊層的寬度應與路基寬度相同,其最小厚度為150mm。


3.防凍墊層和排水墊層宜采用砂、砂礫等顆粒材料。半剛性墊層宜采用低劑量水泥、石灰等無機結合穩定粒料或土類材料。


(二)基層


1.水泥混凝土道路基層作用:防止或減輕由於唧泥產生板底脫空和錯台等病害;與墊層共同作用,可控製或減少路基不均勻凍脹或體積變形對混凝土麵層產生的不利影響;為混凝土麵層施工提供穩定而堅實的工作麵,並改善接縫的傳荷能力.。


2.基層材料的選用原則:根據道路交通等級和路基抗衝刷能力來選擇基層材料。特重交通宜選用貧混凝土、碾壓混凝土或瀝青混凝土;重交通道路宜選用水泥穩定粒料或瀝青穩定碎石}中、輕交通道路宜選擇水泥或石灰粉煤灰穩定粒料或級配粒料。濕潤和多雨地區,繁重交通路段宜采用排水基層。


3.基層的寬度應根據混凝土兩層施工方式的不同,比混凝土麵層每側至少寬出300mm(小型機具施工時)或500mm(軌模或攤鋪機施工時)或650mm(滑模或攤鋪機施工時)。


4.各類基層結構性能、施工或排水要求不同,厚度也不同。


5.為防止下滲水影響路基,排水基層下應設置由水泥穩定粒料或密級配粒料組成的不透水底基層,底基層頂麵宜鋪設瀝青封層或防水土工織物。


6.碾壓混凝土基層應設置與混凝土麵層相對應的接縫。


(三)麵層


1.麵層混凝土板通常分為普通(素)混凝土板、鋼筋混凝土板、連續配筋混凝土板、預應力混凝土板等。目前我國多采用普通(素)混凝土板。水泥混凝土麵層應具有足夠的強度、耐久性(抗凍性),表麵抗滑、耐磨、平整。


2.混凝土板在溫度變化影響下會產生脹縮。為防止脹縮作用導致板體裂縫或翹曲,混凝土板設有垂直相交的縱向和橫向縫,將混凝土板分為矩形板。一般相鄰的接縫對齊,不錯縫。每塊矩形板的板長按麵層類型、厚度並由應力計算確定。


3.縱向接縫是根據路麵寬度和施工鋪築寬度設置。一次鋪築寬度小於路麵寬度時,應設置帶拉杆的平縫形式的縱向施工縫。一次鋪築寬度大於4. 5m時,應設置帶拉杆的假縫形式的縱向縮縫,縱縫應與線路中線平行。


橫向接縫;橫向施工縫盡可能選在縮縫或脹縫處。前者采用加傳力杆的平縫形式,後者同脹縫形式。特殊情況下,采用設拉杆的企口縫形式。


脹縫設置:除夏季施工的板,且板厚大於等於200mm時可不設脹縫外,其他季節施工時均應設脹縫。脹縫間距一般為100~200m。混凝土板邊與鄰近橋梁等其他結構物相接處或板厚有變化或有豎曲線時,一般也設脹縫。橫向縮縫為假縫時,可等間距或變間距布置,一般不設傳力杆。


4.對於特重及重交通等級的混凝土路麵,橫向脹縫、縮縫均設置傳力杆。


當板厚按設傳力杆確定的混凝土板的自由邊不能設置傳力杆時,應增設邊緣鋼筋.自由板角上部增設角隅鋼筋。


混凝土既是剛性材料,又屬於脆性材料。因此,混凝土路麵板的構造,都是為了最大限度發揮其剛性特點,使路麵能承受車輪荷載,保證行車平順;同時又為了克服其脆性的弱點,防止在車載和自然因素作用下發生開裂、破壞,最大限度提高其耐久性,延長服務周期。


5.抗滑構造


混凝土麵層應具有較大的粗糙度,即應具備較高的抗滑性能,以提高行車的安全性。因此可采用刻槽、壓槽、拉槽或拉毛等方法形成一定的構造深度。


二、主要原材料選擇


(一)城市快速路、主幹路應采用道路矽酸鹽水泥或矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥;其他道路可采用礦渣水泥。水泥應有出廠合格證(含化學成分、物理指標),並經複驗合格,方可使用。不同等級、廠牌、品種、出廠日期的水泥不得混存、混用。出廠期超過三個月或受潮的水泥,必須經過試驗,合格後方可使用。


(二)粗骨料應采用質地堅硬、耐久、潔淨的碎石、礫石、破碎礫石,技術指標應符合規範要求,粗骨料宜使用人工級配,粗骨料的最大公稱粒徑,碎礫石不得大於26. 5mm,碎石不得大於31. 5mm,礫石不宜大於19.Omm;鋼纖維混凝土粗骨料最大粒徑不宜大於19.Omm。


(三)宜采用質地堅硬,細度模數在2.5以上,符合級配規定的潔淨粗砂、中砂,技術指標應符合規範要求。使用機製砂時,還應檢驗砂漿磨光值,其值宜大於35,不宜使用抗磨性較差的水成岩類機製砂。海砂不得直接用於混凝土麵層。淡化海砂不得用於城市快速路、主幹路、次幹路,可用於支路。


(四)外加劑應符合國家現行《混凝土外加劑》GB 8076的有關規定,並有合格證。使用外加劑應經摻配試驗,確認符合國家現行《混凝土外加劑應用技術規範> GB 50119的有關規定方可使用。


(五)鋼筋的品種、規格、成分,應符合設計和現行國家標準規定,具有生產廠的牌號、爐號,檢驗報告和合格證,並經複試(含見證取樣)合格。鋼筋不得有鏽蝕、裂紋、斷傷和刻痕等缺陷。傳力杆(拉杆)、滑動套材質、規格應符合規定。


(六)瀝青路麵承建的脹縫板宜用厚20mm,水穩定性好,具有一定柔性的板材製作,且經防腐處理。填縫材料宜用樹脂類、橡膠類、聚氯乙烯膠泥類、改性瀝青類填縫材料,並宜加入耐老化劑。


瀝青路麵承建

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